仿生机器鱼介绍..

“仿生鱼”科技技术1.概念仿生机器鱼是一种按照鱼类游动的推进机理，利用机械、电子元器件或智能材料来实现水下推进的装置。

仿生机器鱼可以进行长时间、大范围、工况较复杂的水下作业，可以用于机动性能要求较高的场合，进行海洋生物考察、海底勘探和海洋救生等等许多场合。

最近几年来，国内外许多研究机构和高等院校对仿生机器鱼（图片来源于维基百科）行了大量的研究，并且在各个领域中得到了实际运用。

英国埃塞克斯大学的研究人员向泰晤士河投放专门设计的仿生机器鱼，用于探测水中的污染物，并绘制河水的3D污染图。

日本三菱重工也已经将研究的仿生机器鱼玩具批量生产。

中国北京航空航天大学和中国科学院研制的SPC-II仿生机器鱼也成功地用于水下考古探测。

2. 原理仿生机器鱼主要是模仿机器鱼的外形和运动规律，尽心环境数据收集。

其模仿鱼类外形和运动规律的目的是为了实现鱼类高效的游动效率和良好的机动性。

所以在仿生方面尤其注意鱼体和鱼鳍的模仿和控制。

鱼主要有背鳍、胸鳍、腹鳍、臀鳍和尾鳍。

胸鳍：它的基本功能为运动、平衡和掌握运动方向。

腹鳍：主要协助背鳍、臀鳍维持鱼体的平衡，并有辅助鱼体升降和拐弯功能。

尾鳍：有平衡、推进和转向的作用，尾的扭曲和伸直使鱼体产生前进运动。

鱼类的运动方式主要为波浪式运动，或称游泳。

借助于连续的肌节收缩与舒张，从头部开始的收缩在身体两侧交替进行，形成波浪式的传递，使收缩波传向尾部，身体则向收缩的一侧弯曲使成S型。

收缩在尾部结束，尾部将收缩的力传给水，这个力被水以同等大小、但方向相反的反作用力作用于尾部。

这个力向前的分力是鱼体向前运动的主要推进力。

目前各个研究单位研究的仿生机器鱼的结构不尽相同，但是都主要通过模仿和控制鱼鳍的运动来达到运动目的。

典型仿生机器鱼的结构如下图所示，主要有视频模块、导航模块、（图片来源于维基百科）任务调度模块、运动控制模块、通讯模块、电源模块和尾鳍模块。

仿生机器鱼的推进方式主要有两种：摆动式和波动式。

仿生机器鱼介绍ppt xx年xx月xx日contents •引言•仿生机器鱼的应用场景•仿生机器鱼的原理•仿生机器鱼市场•仿生机器鱼的技术瓶颈•仿生机器鱼的未来展望•其他相关资料与文献目录01引言仿生机器鱼是模仿自然界中鱼类外形结构和游动行为的机器鱼。

定义主要包括机械机构设计、水动力学分析、自主控制方法及系统集成等方面的研究。

研究内容简介1仿生机器鱼的意义23仿生机器鱼可以代替人类在海洋中探索和观测，对海洋资源进行更深入的了解和开发。

探索海洋仿生机器鱼可以监测海洋污染和环境变化，为环境保护提供数据支持。

环境监测在灾难发生时，仿生机器鱼可以快速到达现场进行救援和搜救，提高救援效率。

海洋救援仿生机器鱼的种类与特点水下滑翔机则具有长航程、低能耗的优点，可以在水下持续观测和探测。

群体仿生机器鱼具有分布式、模块化的特点，能够完成大规模的水下任务。

单体仿生机器鱼具有高度的灵活性和机动性，可以执行各种复杂的水下任务。

类型：根据外形和功能，仿生机器鱼可分为单体仿生机器鱼、群体仿生机器鱼和水下滑翔机等类型。

特点02仿生机器鱼的应用场景探测海洋资源仿生机器鱼可以用于探测海洋中的生物、石油、天然气等资源，帮助人类更好地了解海洋资源的分布和储量。

水下考古仿生机器鱼也可以用于水下考古，探索水下遗址和文物，为人类历史文化的研究提供重要资料。

水下探测水质监测仿生机器鱼可以在水域中监测水质，包括pH值、溶解氧、浊度等参数，为环境保护提供数据支持。

气候变化研究仿生机器鱼还可以用于研究气候变化，通过长期监测水域变化，为气候模型提供重要数据。

环境监测仿生机器鱼可以用于电影拍摄，作为特效镜头制作和场景布置的重要元素，营造出更加逼真的水下场景。

电影拍摄仿生机器鱼也可以作为娱乐玩具，供人们休闲娱乐和互动，增加生活情趣。

娱乐玩具娱乐行业侦查探测仿生机器鱼可以用于军事侦查和探测，在水下进行情报收集、目标定位等任务，提高作战效果。

水下威慑仿生机器鱼也可以作为一种水下威慑力量，用于防范敌方潜艇等水下装备的入侵和攻击，维护国家安全。

仿生机器鱼运动控制算法设计及性能评估随着科技的不断发展，仿生机器鱼作为一种模拟真实鱼类行为的智能机器人得到了广泛的关注与研究。

仿生机器鱼具备了真实鱼类的机械结构和运动特征，能够在水中自由地游动、转向和操纵，具备了一定的灵活性和适应性。

在这篇文章中，我将着重探讨仿生机器鱼运动控制算法的设计和性能评估。

首先，我们需要考虑的是仿生机器鱼的运动控制算法的设计。

仿生机器鱼的运动控制算法需要模拟真实鱼类的运动方式，并具备自主的决策能力，以实现在水中灵活自如的运动。

为了实现这一目标，可以考虑以下几个关键因素：1. 运动模式选择：仿生机器鱼可以采用鱼类行为学中已有的运动模式，如直线游动、转向、盘旋等。

选择合适的运动模式可以使机器鱼更加适应不同的环境和任务需求。

2. 运动轨迹规划：仿生机器鱼需要通过计算和规划来确定运动轨迹，以实现预设的任务目标。

可以采用轨迹规划算法来生成运动轨迹，如最优路径规划、遗传算法等。

3. 运动控制策略：仿生机器鱼需要根据环境信息和任务目标来选择合适的运动控制策略，以实现良好的运动性能。

可以采用自适应控制、反馈控制等方法来实现运动控制策略。

4. 感知与感知处理：仿生机器鱼需要通过传感器来感知环境信息，并通过感知处理技术来提取和处理有效的信息。

可以采用视觉传感器、压力传感器等来感知水中的障碍物、水流等信息。

5. 控制器设计：仿生机器鱼的控制器设计需要考虑到运动特性、动力学模型和控制算法的综合因素。

可以采用模糊控制、神经网络控制等方法来设计控制器，以实现精确的运动控制。

在设计完成仿生机器鱼的运动控制算法之后，我们需要对其性能进行评估。

性能评估是评估算法的有效性和可行性的过程，可以通过以下几个方面进行评估：1. 运动准确性：评估仿生机器鱼的运动控制算法在执行各种任务时的准确性。

可以通过比较仿真结果和实际测试结果来评估运动的准确性。

2. 运动稳定性：评估仿生机器鱼在不同环境下的运动稳定性。

可以通过检测机器鱼的姿态、速度等参数来评估运动的稳定性。

仿生学中的机器鱼研究随着科技的不断发展，人类越来越能够模仿自然的形态和动作，而仿生学就是将科技与自然相结合的一门学科。

而在仿生学中，机器鱼的研究是一个备受关注的领域。

机器鱼通过学习鱼类的游动方式，利用先进的技术，成功地进行了模拟。

在本文中，将会介绍机器鱼研究的发展历程、原理以及未来的应用前景。

一、机器鱼研究的发展历程机器鱼的研究起源于上个世纪八十年代，当时，法国Toulon研究所的一组科学家研制出了第一个机器鱼。

虽然这只机器鱼只能进行直线游泳，但这标志着机器鱼领域得以开始。

之后，日本的一所大学进行了更深入的机器鱼研究。

他们研制出的机器鱼，不仅能够进行直线游泳，而且还可以进行弧线游泳和转向等操作。

在后来的研究中，他们实现了机器鱼会通过跳跃来实现避开障碍物的效果，从而让机器鱼看起来更像真实的鱼类。

二、机器鱼模拟原理在仿生学中，机器鱼是通过模拟鱼类运动的方式来实现的。

机器鱼的结构通常包括了鱼类的主要器官，如鳍和尾巴。

此外，它还有一个内部控制系统，能够让机器鱼自主地控制运动。

机器鱼通过一些传感器，如运动传感器和距离传感器，可以从周围环境中收集信息，然后通过控制系统对其处理，最终实现机器鱼的自主运动。

三、机器鱼的应用前景机器鱼的应用前景是非常广泛的。

在工业领域，机器鱼可以作为一种新型的水下机器人，实现深海勘探和维修工作。

在船舶领域，机器鱼可以作为一种有效的船体检测工具，帮助船舶的维护和保养。

医疗领域方面，机器鱼可以作为一种辅助治疗工具。

例如，利用机器鱼在水中控制游动，可以实现让骨折患者进行水中康复训练，从而达到更好的疗效。

在科研领域，机器鱼也可以作为实验工具，帮助科学家们进行相关研究。

例如，在环境保护方面，通过研究机器鱼对水域环境的影响，可以更好地保护水域环境。

总之，机器鱼领域的研究才刚刚开始，未来还有很多应用前景。

随着科技的不断发展和人们对未知领域的探索，机器鱼将会在更多的领域得到应用。

仿生机器鱼三自由度胸鳍尾鳍协同推进性能及控制方法研究近年来，随着科技的发展，仿生机器鱼作为一种新颖的水下机器人，得到了广泛的关注。

仿生机器鱼模仿鱼类的游动方式，通过胸鳍和尾鳍的协同推进实现自主游动。

因此，研究仿生机器鱼的三自由度胸鳍尾鳍协同推进性能及控制方法，对于提高机器鱼的游动性能和应用前景具有重要意义。

首先，仿生机器鱼的三自由度胸鳍尾鳍协同推进性能的研究至关重要。

三自由度指的是仿生机器鱼胸鳍和尾鳍的三个自由度，即水平方向的摆动、垂直方向的摆动以及扭矩控制。

胸鳍和尾鳍的协同推进是仿生机器鱼实现高效游动的关键。

仿生机器鱼胸鳍和尾鳍的协同推进不仅需要考虑它们各自的运动特性，还需要考虑它们之间的相互作用。

通过研究仿生机器鱼的三自由度胸鳍尾鳍协同推进，可以获得更好的推进性能，提高机器鱼在水下环境中的适应能力。

其次，研究仿生机器鱼的三自由度胸鳍尾鳍协同推进的控制方法也是必不可少的。

仿生机器鱼的运动控制是实现协同推进的关键所在。

目前，常用的控制方法包括基于PID控制器的方法、神经网络控制方法以及模糊控制方法等。

这些方法都具有各自的优势和适用范围。

对于仿生机器鱼的控制方法，需要考虑到其运动特性和水下环境的复杂性，并结合实际应用需求进行优化和改进。

此外，为了验证仿生机器鱼的三自由度胸鳍尾鳍协同推进性能及控制方法的有效性，需要进行实验研究。

实验可以通过仿真模拟和实际试验相结合的方式进行。

仿真模拟可以利用计算机软件模拟仿生机器鱼的运动特性和控制方法，评估其推进性能并进行优化。

而实际试验可以通过制作仿生机器鱼的物理模型，观察其运动行为和控制效果，并与仿真结果进行对比分析。

综上所述，仿生机器鱼的三自由度胸鳍尾鳍协同推进性能及控制方法的研究是一个具有挑战性和前景的课题。

通过研究该课题，可以提高仿生机器鱼的游动性能和应用前景，进一步推动水下机器人技术的发展。

在未来的研究中，我们需要不断完善仿生机器鱼的设计原理和控制方法，提高其自主游动的能力和灵活性，为水下工程、海洋探索等领域的应用提供支持综合以上所述，研究仿生机器鱼的三自由度胸鳍尾鳍协同推进性能及控制方法对于提高其游动性能和应用前景具有重要意义。

未来奇兵仿生机器鱼仿生技术的军事应用正在快速发展，各国都投入大量资金深入开展从空中的掌上飞机、地面的微型昆虫到水下的仿生机器鱼等方面的一系列理论和技术研究。

其中，水下仿生机器鱼的发展更是如火如荼。

仿生机器鱼是模仿鱼类游动的推动机理，通过机械、电子机构或功能材料（形状记忆合金、人造肌肉等）来模拟鱼类的游动推进动作，在水中利用身体、尾鳍或胸鳍的摆动产生推进波，并作用于身体产生向前推力，从而实现运动的水下航行器。

三种模式根据推进模式访生机器鱼的推进方式可分为三类：身体波动式，(鱼+参)科及(鱼+参)科加新月形尾鳍模式和胸鳍模式。

身体波动式是模仿鳝鱼等鳗鲡目鱼类的游动方式，整个身体都参与大振幅波动运动，推进波的速度大于鱼的游动速度，并与鱼的游动方向相反地在身体上传播产生推进力。

此类仿生机器鱼多采用多关节机构，每个关节安装一个小型伺服电机配合作用进行扭转摆动推进。

也可采用形状记忆合金做鱼身，采用电激励或其他形式激励，控制合金的温度变化从而产生形变带动身体摆动。

其实人们所熟悉的机器蛇在水中若能浮起就变成了机器鱼。

此类机器鱼由于身体细长，柔韧性好，所以机动性极好，但一般只能飘浮，无法进行沉浮。

(鱼+参)科及(鱼+参)科加新月形尾鳍模式是大部分鱼类（如海豚、鲨鱼、金枪鱼等）采用的推进模式。

由于身体刚度较大，波动主要集中在身体后部分，推进力主要由具有一定刚度的尾鳍提供，其推进速度和推进效率比身体波动式高。

(鱼+参)科模式的推进部分是鱼体的后2／3部分，而(鱼+参)科加新月形尾鳍模式身体刚度更大，推进部分为身体后1／3部分，侧向位移主要产生在后颈部和尾鳍，尾鳍产生90％的推进力，身体前2／3部分保持刚性。

目前，(鱼+参)科及(鱼+参)科加新月形屋鳍模式的机器鱼研究较多，可以采用具有一定刚度的材料做前鱼体和尾鳍，鱼尾采用刚性或弹性材料，由电机驱动进行摆动。

其结构复杂程度不同，最简单的可以由电机直接驱动一根刚性杆状鱼尾摆动，复杂的可做成类似身体波动式的多关节或弹性鱼尾，由一部或多部电机配合驱动或采用形状记忆合金做鱼尾。

04年它是由北京航空航天大学机器人研究所和中国科学院自动化研究所共同研制的仿生机器鱼。

机器鱼系统由动力推进系统、图像采集和图像信号无线传输系统、计算机指挥控制平台3部分组成。

只要将指令通过无线电信号传给机器鱼中的计算机，计算机就可以按指令控制机器鱼做出动作。

机器鱼同时装有卫星定位系统，也就是它头上的那个“小蘑菇”，如果启动该系统，机器鱼还可以自行按设定航线行进。

机器鱼的体表不是软的，非常坚硬，表面很光滑。

机器鱼没有眼睛和嘴，只是在嘴的位置有一个直径5厘米的玻璃圆孔，那是水下摄像的窗口。

让机器鱼在水中自由游动起来，花费了我国科学家4年多的时间，这充分说明了这项技术的复杂性和难度。

究人员想出了去掉尾柄减轻重量的办法，可是只留尾鳍又产生新的问题，这就是如何保证机器鱼要转弯时，尾鳍既能保持方向，又能摆动产生推进力。

总之，问题层出不穷，按下葫芦又浮起瓢。

13年欧盟应用于海上石油和天然气工业开采，虹鳟鱼（Rainbow Trout）是水下“混合泳”高手，研发团队开发的外形、大小、行为和动态类似虹鳟鱼的仿生鱼机器人模型，迄今为止最大的缺陷，是不能像虹鳟鱼一样感知周围的流速并变换游泳姿态。

研发团队的成功，也是最关键的技术突破，来自成功开发出可模仿动物毛发细胞感应生理学（Hair Cell Sensing Physiology）的人工毛发细胞。

研发团队开发的仿生虹鳟鱼，通过安装在鱼胸部的独立变速马达控制尾部摆动，摆动产生的波动波可促使仿生鱼后部摆动而前身基本平行，从而保证仿生鱼类似于虹鳟鱼的前行姿态。

感应装置和控制装置安装在密封不透水的鱼头部，通过控制并改变尾部材料特性改变仿生鱼的游泳姿态。

仿生鱼经过在实验室流体动力学流罐（Flow Tank）的反复试验和优化设计，不仅可以在急速变化的水流中，而且可以在涡流中保持类似虹鳟鱼前行的姿态。

07哈工程这款仿生鱼使用电磁感应方法，并采用多关节的复杂系统使其运动更加灵活，自由度更高，具有噪音低，运动灵活，高效节能等优点。

仿生机器鱼介绍范文仿生机器鱼是一种仿照真实鱼类外形和行为特征而设计的机器人。

它能够在水中自由游动，模拟鱼类的游泳动作，具备与真实鱼类相似的机械和电子传感器系统，可以对水质环境进行监测，进行水文调查和探测工作。

仿生机器鱼是一项综合了机械、电子、自动控制、生物学等多项技术的创新性研究项目。

仿生机器鱼的外形和结构设计一般基于真实鱼类的形态特征。

它通常由鱼体、尾鳍、背鳍、胸鳍、腹鳍和各种传感器组成。

鱼体一般采用轻质材料制成，以便提高其浮力和敏捷性。

尾鳍则是仿照真实鱼类的鱼尾设计，能够通过尾鳍的摆动来推动鱼体的运动。

同时，仿生机器鱼还配备了多个灵活可动的鳍，可以模拟鱼类的踏水和转向动作，以更好地适应不同的水流条件。

仿生机器鱼内部的机械和电子传感器系统是实现其智能水下探测和监测功能的关键。

它通常包括电机、传感器、控制器和通讯模块等。

电机用于驱动鱼体和鳍的运动，通过改变尾鳍和鳍的振动频率和幅度来调节鱼体的速度和方向。

传感器用于感知水质环境，包括温度、深度、盐度、酸碱度等参数的测量。

控制器根据传感器反馈的数据，运用自主控制算法，实现鱼体的自主导航和自主决策。

通讯模块则用于与其他仿生机器鱼或指挥中心进行无线通讯。

仿生机器鱼在实际应用中具有广泛的潜力和重要的价值。

首先，仿生机器鱼可以用于水下探测和监测任务。

它可以携带高精度的传感器，对水质环境进行实时监测和数据采集，为水文调查、海洋科学研究和环境保护等领域提供宝贵的信息。

其次，仿生机器鱼还可以用于水下和救援行动。

它可以在水下进行灵活的和救援任务，寻找被困的人员或物品，提高搜救工作的效率和准确性。

此外，仿生机器鱼还可以用于水下工程、海底资源勘探、海洋军事等领域，发挥重要的作用。

虽然仿生机器鱼在水下探测和监测领域具有广泛的应用前景，但目前还面临一些技术挑战和发展难题。

首先，仿生机器鱼的设计和制造要求较高，需要融合多学科的知识，如机械、电子、自动控制、生物学等。

其次，仿生机器鱼需要具备较长的工作时间和较高的工作稳定性，以满足长期水下探测和监测的需求。

北京大学科技成果——RoboLab-Edu自主仿生机器鱼项目简介本项目产业化的市场定位为便于携带、操作性强、可进行编程及二次开发的教育行业。

RoboLab-Edu自主仿生机器鱼以热带盒子鱼为原型，采用单关节仿生尾鳍取代无刷推进器，有效降低设备运行噪声的同时节省了能量消耗；设备外壳采用光敏树脂材料3D打印制成，兼具轻便度与硬度；通过重力滑块机构实现设备的上浮下潜，控制更为灵活，具有水下图像识别、水声通信、路径规划等多种智能功能，最大下潜深度可达60m。

此机器鱼的主要特点：1.节能高效：采用单关节仿生尾鳍作为动力源，利用反卡门涡街的驱动原理，仿生推进效率高达80%；2.仿生设计：模拟热带盒子鱼的外形与游动方式，机动性强，有效降低对水下环境的扰动；3.安全可靠：采用整体开放，局部密封的设计，配备红外避障传感器及照明灯，具有低电量返航、失联返航等功能；4.二次开发：预留防水航插接口，可搭载PH、温度等外接传感器，开发新的功能。

应用范围RoboLab-Edu具有操作性强、代码开源等优势，适用于高校科研、中小学机器人教育等用途。

可完成运动控制理论验证，包括机械机构设计、电子电路、算法优化以及多机器人编队等任务。

RoboLab-Edu单关节仿生机器鱼根据应用场景和使用需求，除高精度GPS、九轴姿态传感器以及水声通信等标准模块外，还可以搭载多种水质传感器，进一步丰富产品功能，将其升级为小型水下科研平台。

项目阶段本项目已经做出工程机，可根据实际需求进行定制化开发。

主要性能参数如下：1.续航能力：2小时2.最大下潜深度：60m3.导航：GPS4.通信方式：水声通信5.控制距离：10m6.最大巡游速度：两倍体长每秒7.最大负载能力：1kg知识产权已申请相关专利。

合作方式技术服务。

世界首条有血液的机器鱼，仿生机器越来越逼真
在生产和生活中
机器人扮演的角色越来越重要
尤其是仿生机器人
独特的优势
让它在特定环境下能发挥极大的作用
比如
鱼形机器人更适合海底勘探任务
不过它们普遍都有个硬伤
虽然在形态上能模仿个八九不离十
但为生命活动提供强大动力的血液系统
却是模仿不来的
只能由电池驱动
但是有人偏偏不信邪
真的造了一条有血液的机器鱼出来
由康奈尔大学和宾夕法尼亚大学
联合研究的软体狮子鱼
就是一条会流血的机器鱼
当然
逼真只是目的之一
更重要的在于
用这种独特的人造血液做动力
续航能力会比没有合成血液的同类机器人
提升8倍
这是因为
传统仿生机器鱼动力来源于固体电池
像MIT的软机器鱼SoFi
它们想升级只能添加额外的电池组
但这样又增加了自重
因此
把动力系统融合到每一个零部件
才是解决之道
而人造血液就是一个很好的解决方案
把含有液体电解质的碘化锌液流电池互联嵌入狮子鱼体内
这种液体会在机器人周身循环
通过电化学反应
驱动内部搭载的泵和电子器件
从而让鱼鳍摆动起来
达到游动目的
在测试中
狮子鱼能连续游泳36个小时
比SoFi 40分钟的续航时间
强了不止一星半点儿
不过这货
只能以每分钟1.5倍体长的速度逆流游动上升空间非常大
尽管如此
这已经是朝着自主机器人迈出的重要一步要是再解决了速度问题
电动汽车和飞机就有更高效的动力来源了而且没电了回个血就行
比充电省时多了。

三自由度胸鳍仿生机器鱼设计及水动力学分析三自由度胸鳍仿生机器鱼设计及水动力学分析摘要：本文介绍了一种新型的三自由度胸鳍仿生机器鱼的设计，并对其水动力学特性进行了分析。

该机器鱼根据真实的鱼类胸鳍结构设计，实现了三个自由度的运动，并通过电机传动实现了鱼鳍的摆动。

通过水中实验和数值模拟，对该机器鱼的游动性能进行了研究和评估。

实验结果表明，该机器鱼具有较好的游动稳定性和敏捷性，具备较强的水动力学适应性。

关键词：胸鳍仿生机器鱼、三自由度、水动力学分析、游动性能1. 引言鱼类的优美游动方式一直令人着迷，其独特的胸鳍结构是实现高效游动的关键。

仿生机器鱼的设计通过模仿鱼类的游泳机理，不仅可以应用于海洋探测、水下救援等领域，还可以加深对鱼类游动机理的理解。

胸鳍是鱼类游泳的重要组成部分，对机器鱼的水动力学特性具有重要影响。

因此，设计一种具有三自由度胸鳍的仿生机器鱼，并对其水动力学进行分析，对于提高机器鱼的游动性能具有重要意义。

2. 仿生机器鱼设计2.1 胸鳍结构设计根据真实鱼类的胸鳍结构，设计出一种具有三自由度运动的胸鳍结构。

胸鳍由三个部分组成：胸鳍基部、中部和末端。

胸鳍基部通过一根轴与机器鱼身体相连，可以实现展开和收拢两个自由度的运动。

中部和末端分别通过转动关节与胸鳍基部相连，可以实现上下和前后两个自由度的运动。

2.2 驱动装置设计胸鳍的摆动由电机传动实现。

在机器鱼身体内部设置电机和连杆机构，通过连杆使得胸鳍可以上下摆动。

电机的转速可调节，通过控制电机的转速和胸鳍的摆动幅度，实现不同的游动模式。

3. 水动力学分析为了评估该机器鱼的水动力学性能，进行了水中实验和数值模拟。

3.1 水中实验将该机器鱼放置在水槽内，通过控制电机的转速和胸鳍的摆动幅度，观察机器鱼的游动性能。

实验结果表明，该机器鱼在不同的转速下，可以实现较稳定的游动姿态，并具备较好的转向能力和敏捷性。

3.2 数值模拟通过CFD软件对该机器鱼的水动力学特性进行模拟。

简介：本作品依据机械设计、流体力学等知识，综合仿生学，设计制造一种仿鱼机器人，模仿鲤鱼的游动；在游动成功的基础上，给机器鱼加装摄像头和复杂控制系统以及无线传输模块等，实现机械鱼的自主游动、遥控游动和水下监测等功能。

后期还可根据不同任务的需要更换或继续加装其他设备。

详细介绍：背景：随着仿生学、机器人学、流体力学、电磁学、新型材料科学、自动控制理论等学科的不断进步，以及海洋经济的发展和军事需求的增加，科研工作者把目光投向了长期生活在水下的各种生物运动机理的研究上。

水下生物的高效率、低噪声、高速度、高机动性等优点，使其成为科学家们研制新型高速、低噪音、机动灵活的仿生水下机器人模仿的对象。

仿生外形：根据其所模仿水下生物的运动方式，可分为仿鱼水下机器人、仿多足爬行动物水下机器人和仿蠕虫水下机器人，本项目为仿生鱼水下机器人。

仿生外形有多点优势，民用方面，作为水质检测机器人可减小对周围水生生物的影响，最大化还原水体环境，更有利于研究水生生物生活习惯；军用方面，可大幅度降低被敌方探测到的机会，作为搜集敌方情报之用时，可提高生还几率。

动力及运动机构：动力和运动机构方面，本机械仿生鱼为电力驱动，安装锂动力电池，噪声小，可在水下持续游动约1小时；采用四连杆机构，实现仿生摇尾推进，另还可摆头实现回转，胸鳍摇动实现上浮和下潜。

控制方式：控制方式上，仿生鱼上安装有液位变送计、红外光电开关等传感器，配合stc12c5a60s2单片机和上述机构，可实现仿生鱼在水中的自主游动。

另除了程控外，本仿生鱼还可切换为遥控，以适应复杂的使用环境，加强其可靠性程度。

功能：从可实现功能上讲，本仿生鱼上已加装有摄像头、无线数据传输装置等，可实现采集图像、拍摄录像，并将收集到的数据传输到陆地处理设备等功能。

另外还预留有安装其他监测仪器的位置，例如多参数水质检测仪（多参数水质分析仪CN60M/CJ3GDYS201S），根据监测任务的不同可对检测仪进行更换，实现对水体的BOD、COD、氨氮、总磷、总氮、浊度、PH、溶解氧等参数的监测，使其在环境保护、水质的检测和水资源保护中起到重要的作用。